燃料电池系统及抑制燃料电池的发电效率下降的方法技术方案

技术编号:8165957 阅读:186 留言:0更新日期:2013-01-08 12:37
具备燃料电池的燃料电池系统具备:加热器芯,其利用于暖气装置;第一循环回路,其使热介质经过燃料电池而循环;第二循环回路,其使热介质经过加热器芯而循环;连接流路,其将第一循环回路与第二循环回路连接,且使热介质在第一循环回路与第二循环回路之间循环;及第一温度调整部,其配置在第二循环回路上加热器芯的下游侧,对从加热器芯流出之后且流入燃料电池之前的热介质的温度进行调整。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及利用燃料电池的废热的燃料电池系统。
技术介绍
以往,在搭载燃料电池的车辆中,已知有将燃料电池的废热利用于车室内的温度调节的热源的技术。详细而言,将在燃料电池内流动的冷却水等的热介质向空调用的加热器芯供给,并将由加热器芯进行了温度调节后的空气向车室内供给(例如,参照专利文献I)。 然而,在该技术中,向燃料电池供给的热介质的温度因经过加热器芯而变动,因此存在燃料电池的发电效率下降这样的问题。需要说明的是,这种问题并不局限于搭载有燃料电池的车辆,而在具备燃料电池的全部燃料电池系统中是共通的问题。在先技术文献专利文献专利文献I日本特开2001-315524号公报
技术实现思路
本专利技术为了解决上述的现有的课题而作出,其目的在于提供一种在利用燃料电池的废热的燃料电池系统中能够抑制燃料电池的发电效率下降的技术。本专利技术为了解决上述的课题的至少一部分,可以采取以下的方式或适用例。一种燃料电池系统,该燃料电池系统具备燃料电池,其中,该燃料电池系统具备加热器芯,其利用于暖气装置;第一循环回路,其使热介质经过所述燃料电池而循环;第二循环回路,其使热介质经过所述加热器芯而循环;连接流路,其将所述第一循环回路与所述第二循环回路连接,且使热介质在所述第一循环回路与所述第二循环回路之间循环;及第一温度调整部,其配置在所述第二循环回路上所述加热器芯的下游侧,对从所述加热器芯流出之后且流入所述燃料电池之前的热介质的温度进行调整。根据适用例I的燃料电池系统,由于第一温度调整部对流入燃料电池之前的热介质的温度进行调整,因此能够抑制燃料电池的发电效率下降。在适用例I记载的燃料电池系统中,还具备第一温度传感器,其配置在所述燃料电池的上游侧,并测定流入所述燃料电池之前的热介质的温度;及控制部,其基于由所述第一温度传感器测定到的所述热介质的温度来控制所述第一温度调整部。根据适用例2的燃料电池系统,由于控制部基于流入燃料电池之前的热介质的温度来控制第一温度调整部,因此能够更准确地调整流入燃料电池的热介质的温度。在适用例I或2记载的燃料电池系统中,还具备第二温度调整部,其配置在所述第二循环回路上所述加热器芯的上游侧,对从所述燃料电池流出之后且流入所述加热器芯之前的热介质的温度进行调整。根据适用例3的燃料电池系统,由于第二温度调整部调整流入加热器芯之前的热介质的温度,因此能够使流入加热器芯的热介质的温度成为加热器芯要求的所希望的温度。在适用例3记载的燃料电池系统中,还具备配置在所述加热器芯的上游侧且测定流入所述加热器芯之前的热介质的温度的第二温度传感器,所述控制部基于由所述第二温度传感器测定到的所述热介质的温度来控制所述第二温度调整部。 根据适用例4的燃料电池系统,控制部基于流入加热器芯之前的热介质的温度来控制第二温度调整部,因此能够更准确地调整流入加热器芯的热介质的温度。在适用例4记载的燃料电池系统中,所述第一温度调整部是第一电加热器,所述第二温度调整部是第二电加热器,所述控制部基于所述燃料电池中容许的所述热介质的目标温度而对所述第一电加热器的加热器容量进行反馈控制,并基于所述暖气装置所要求的所述热介质的目标温度而对所述第二电加热器的加热器容量进行反馈控制。根据适用例5的燃料电池系统,由于对第一及第二电加热器的加热器容量进行反馈控制,因此能够使热介质的温度追随目标温度。一种抑制燃料电池的发电效率下降的方法,其具备使用第一循环回路而使经过所述燃料电池的热介质循环的工序;使用第二循环回路而使经过暖气装置所利用的加热器芯的热介质循环的工序;将所述第一循环回路与所述第二循环回路连接且使热介质在所述第一循环回路与所述第二循环回路之间循环的工序;及对从所述加热器芯流出之后且流入所述燃料电池之前的热介质的温度进行调整的工序。需要说明的是,本专利技术能够以各种形态来实现。例如,能够以抑制燃料电池的发电效率下降的方法及装置、用于实现所述方法或装置的功能的集成电路、计算机程序、记录有该计算机程序的记录介质等的形态来实现。附图说明图I是表示搭载有作为本专利技术的一实施例的燃料电池系统10的车辆I的前部If周边的简要结构的说明图。图2是表示燃料电池系统10及其周边的结构的说明图。图3是表示通过控制第一三通阀33不使从第二热介质流路62流出的热介质流入第三热介质流路63而使其全部流入第四热介质流路64的状态的说明图。图4是表示通过控制第二三通阀58而将第一循环回路Cl与第二循环回路C2物理性地连接的状态的说明图。图5是表示协作状态时的电加热器控制处理的流程图。具体实施例方式接下来,基于实施例,说明本专利技术的实施方式。A.第一实施例图I是表示搭载有作为本专利技术的一实施例的燃料电池系统10的车辆I的前部If周边的简要结构的说明图。如图所示,在前部If主要配置有燃料电池系统10、头灯2、空气压缩器3等。燃料电池系统10主要具备燃料电池组20和空调装置50。在前部If还设有通过由燃料电池组20产生的电力来产生车辆I的推进力的驱动电动机5、将驱动电动机5产生的转矩向车轴传递的齿轮7等。头灯2、空调装置50、及空气压缩器3也通过由燃料电池组20产生的电力来驱动。空调装置50对车室Ir的内部的温度进行控制。图2是表示燃料电池系统10及其周边的结构的说明图。燃料电池系统10以燃料电池组20及控制单元100为中心构成,具备用于进行系统的热移动的第一循环回路Cl、第 二循环回路C2。需要说明的是,图中的粗实线的箭头表示热介质的流动。第一循环回路Cl主要是将吸收了由燃料电池组20产生的热量的热介质向散热器30搬运且使由散热器30冷却后的热介质向燃料电池组20循环的回路。该循环利用泵32进行,由泵32压出的热介质按照设置有泵32的第一热介质流路61 —燃料电池20内的介质流路一第二热介质流路62 —第三热介质流路63 —散热器30 —第一三通阀33的顺序流动,从而向泵32循环。在散热器30设有绕过散热器30的第四热介质流路64,该第四热介质流路64在从第二热介质流路62到达第三热介质流路63的地点分支,在第一三通阀33与第一热介质流路61合流。所述流路形成第一循环回路Cl。第一三通阀33的输入侧的2个口分别与第四热介质流路64和散热器30的出口管连接,第一三通阀33的输出侧的口与第一热介质流路61连接。第一三通阀33具有2个切换位置a、b,利用来自控制单元100的信号,进行切换口的动作。在图2所示的位置a,由于第一三通阀33将散热器30的出口管与第一热介质流路61连接,且将第四热介质流路64侧封闭,因此经过了散热器30的热介质在第一循环回路Cl中循环。另一方面,从该状态开始,将第一三通阀33切换至动作位置b时,流路的连接关系相反,经过了第四热介质流路64的热介质在第一循环回路Cl中循环。第二循环回路C2是由热介质将空调用所需的热量向空调装置50搬运的循环路径。该循环利用第二泵54进行,由第二泵54压出的热介质按照设有第二泵54的第六热介质流路66 —加热器芯51 —第七热介质流路67 —第八热介质流路68 —第二三通阀58的顺序流动,从而向第二泵54循环。需要说明的是,在从第二泵54到加热器芯51的流路设有第二电加热器57,在从加热器芯51到第七热介质流路67的流路设有第一电加热器55。加热本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员:加古知之田中敬子冈本圭田中清司
申请(专利权)人:丰田自动车株式会社
类型:
国别省市:

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